摘要：电力变压器是主要的电力设施之一，现代电力输送，均需要通过电力变压器对电压进行处理后才能进行使用，但受各种未知因素的影响，电力变压器的故障时有发生，降低了电力输送的效率，影响了电力资源的正常使用。继电保护作为变压器的有效保护措施，是提高变压器安全稳定使用的关键所在，优化继电保护的设计，对于提高电力变压器的稳定运行，有着不可替代的重要作用。本文对电力变压器继电保护设计进行了探讨，分析了电力变压器继电保护系统常见的故障类型，最后重点分析了电力变压器继电保护设计要点，仅供参考。
关键词：电力变压器；继电保护；设计
引言
随着电力的不断发展，电网拓展了固有的总规模，密集性更强。在电力体系内，变电器是必备配件，其日常运行与各时段的负荷密切相关。电力变压器平常运转之中，常常遇有突发故障。因此，为了保障变压器正常运行，必须供应更完备的继电保护。
一、电力变压器继电保护的基本构成
经过长时间的发展与演变，如今电力变压器继电保护系统已逐步发展到了微机型的继电保护系统的状态，该类型的电力变压器继电保护系统主要由3部分组成。第一，电力系统信号采集部分。其主要功能是收集并整理电力系统内部的电力数值的情况，然后将其收集整理的数据通过有效的传递方式提交给电力系统继电保护部分。第二，电力系统的信号处理部分。其能够对电力系统信号采集整理的信号进行处理，并以有效的方式对相关问题进行分类与处理。第三，信号输出部分。该部分是十分重要的一环节，信号输出部分可以有效地将输出信号的指令精准无误地发送给电力系统，从而保障调节工作的顺利进行。
二、电力变压器故障类型
为了更好的避免电力系统变压器的故障，就需要对故障进行分析了解：一般情况下，故障会出现在油箱内部，但是邮箱的外部也会出现一些故障。在此先说明邮箱外部故障，其较为常见，例如常见的接地短路故障就属于外部故障，又如绝缘套管、绕组引出线方面的故障及相间短路等问题。在变压器中，若出现了内部故障，就会使变压器处于危险的境地。主要的原因就是在故障出现的过程这会产生一些电弧，不能确保绕组的绝缘良好，容易受到严重的损坏情况。同时还会引发铁芯烧坏的情况出现。在绝缘材料方面来讲，在分解受热的力量下，会出现大量的气体，在变压器油箱中就容易出现爆炸的危险，依靠继电保护的作用可以快速的切断故障。在变压器系统这要对其不良的运行状态进行掌控。例如，变压器的外部，如果出现相间短路的问题就会引发出一系列的故障，最终导致过电流的现象。并且过电流的问题还会出线在外部接地短路故障这，在这其中包含了中性点过电压的问题。若变压器的运行负荷超出了过额的定值，就会初选过负荷的故障。若油箱出线漏油的问题，就会降低油面。伴随着冷却系统的故障，温度就会上升。
三、电力变压器继电保护设计要点
1、差动保护设计要点
差动保护的构成原理主要是利用比较变压器高、低压侧的电流大小和相位来实现的。将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”，当变压器正常运行或外部故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差接近于零（实际为由多种原因引起的不平衡电流，由于不平衡电流小）差动保护不动作，保护也不会动作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当变压器内部（包括变压器与电流互感器之间的引线）任何一点故障时，差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之和为故障点短路电流，大于继电器动作电流，继电器动作，跳变压器各侧断路器切除故障，同时发动作信号。
2、瓦斯保护设计要点
当变压器内部出现严重漏油、匝间短路、铁芯局部烧毁以及绝缘失效、油面下降等故障时，差动保护设计的实际应用意义就会受到限制，这时就需要采用瓦斯保护设计。通过将气体继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接导油管中，可以很容易实现瓦斯保护的目的。一般情况下可以将瓦斯保护分为两种。其一是轻瓦斯保护动作信号，可以通过分析气体的数量、颜色及化学成分等判断出该保护动作产生的原因以及所发生的故障类别；另一种是重瓦斯保护动作，能够对气体产生的速度进行监视，同时对气体的成分和特征进行分析，从而有效推断出故障发生的原因以及程度。
3、高压变压器保护设计要点
若过电流保护在高压侧的变压器规定了低压侧母线的灵敏系数时，过电流保护要设置在变压器高压侧的断路器这和低压侧的断路器这，当低压侧出现故障拒动、TA与开关间故障或是保护校验停运的时候，要将此装置作为低压侧的后备保护或是主保护。但是在特殊情况下，例如，非金属材质的短路。在经过弧光短路的时候，阻抗保护会出现整定延时大于2.0s或者阻抗保护的灵敏度下降。所以，最好的解决办法就是将一个保护变压器热稳定的反时限过流保护设置在高压侧，并且变电器的热稳定要求决定整定的电流数值。
4、过电流保护设计要点
过电流保护装置特别是在电力变压器的各侧母线故障时发挥保护作用，因此在设计过电流保护时要根据不同的电压侧进行设计。通常情况下，在变压器的低压侧采用三相式三卷变压器，在变压器的中压侧和高压侧分别设置复合电压闭锁过流保护，间隙保护以及零序方向的过电流保护，而在低压侧使用复合电压闭锁过流保护。因为元件的复杂性，复合电压闭锁过流保护装置的电流元件在理论上应该大于电力变压器的额定电流，根据公式I=K1/K2×I0计算得到，其中，K1为可靠系数，取1.2-1.3，K2为返回系数，取0.85，I0为变压器的额定电流。同时，在低压侧还安装了一套低电压锁闭元件。这一套电压元件的动作电压可以按照U=U0/K1×K2进行计算，其中，U0为校验点故障时在电压继电器装设母线上的最大残压；K1为可靠系数，取1.2-1.25，K2为返回系数，取1.15-1.2。
结束语
总之，在整个配电变压器运行中，继电保护设计是否科学合理将直接对整个电力系统的安全高效运行带来影响，因此，为了确保继电保护设计的科学合理性，设计人员应该在日常工作中切实加强有关专业技术知识的学习，确保配电变压器的继电保护设计的科学性，并且采取有效的设计措施，切实掌握其设计要点，提高电力服务水平。
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论文作者:于化星,申兴东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
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